淮南市位于安徽省北部，是一个年产近3000万吨的大型煤炭生产基地，素有百里煤城之称，面积 约2000km2，人口近250万。全区有数百家大中型企业，包括一些国有大型骨干企业（如 120万千瓦的火力发电厂、大型化肥厂、洗煤厂等）。由于长期的煤炭开采和工矿企业的生产规 模日益扩大，使得全区土壤受到了不同程度的污染。全区位于低山丘陵和淮河冲积─—冲积平原的 交接地带，其南部为低山丘陵地貌，呈线性分布，北部是淮河冲积平原，淮河横贯其中。按照成因 一形态分类方法，将该区地貌单元划分为四个不同的成因类型和六个不同的形态类型［1］。三材 料与方法1．l样品采集与处理为满足淮南市建设和发展的需要，提供土壤元素近似第一环境背景 值，按照安徽省地质矿产局下达的任务，开展了淮南市1000km’范围内的土壤地球化学测试 工作。按照有关土壤地球化学采样的要求［2］l’］，样品分别采自河湖谩滩阶地丘陵及山前斜 地等不同的地貌单元，主要采自B层土壤（城区采集市政工程开挖的原状上），每平方公里采集4 个子样，然后在室内均匀合并为一个组合样品。为了保证土壤分析结果有相对的可比性，在采样过 程中确定了土壤的可比性原则［‘］：l．地貌上应属同一单元或连续过渡单元；2外界影响较少 ；3．统一取B层土壤。这给后面的土壤环境质量分区及探讨不同分区间的差异对比提供了参照。 所有的样品经风干，研磨，全部过140目筛，经严格区分后提供室内分析。本次选择与环境有关 的匕种微量元素Be，Ba，Ph，Zn，T，Sn，Mn，Ni，V，Cu，Co，Sr，B， HsF进行系统的分析。分析方法采用X荧光光谱分析，其中Hg，F二元素采用等离子光谱分析 。对分析测定结果采用二次采样及二次样品的结果进行误差分析，其精度全部符合要求。互．2土 还背景值及污染下限值的确定将网格化后的原始分析数据进行微机处理，以Ibm’的窗口进行移 动平均，求出均值三和标准偏差SX即为该区的土壤元素背景值［5］。根据区内土壤中各元素含 量分布特点，以某一元素的X＋ZS作为圈定的孩元素污染下限值［’］。上述背景值和邻省河南 省［’］及全国的土壤元素背景值［’例于表l。表至淮南地区土场元素背景位及全国和河南省土 壤部分元素背景值比较（m叭g）与全国及邻省部分土壤元素背景值相比，淮南地区土壤元素中B a，Sr，Sn等元素与之接近，除Zn稍微偏低外，Ti，Mn，Be偏高，B，Cu等元素贝 l］高出一至数倍。2结果与讨论2．回各环境分区中元素污染指数与综合污染指数的确定根据土 壤元素区域地球化学背景值，依据不同地区各元素的地球化学场及污染源监控所取得的数据，将淮 南地区土壤分为三类环境小区，即重污染区（分别为蔡家岗小区、大通一九龙岗小区）、中污染区 （淮南市城区）及轻污染区（郊区）。用区域土壤元素背景值S去除各类环境分区内不同元素的平 均值C，求得各分区内的不同元素的污染指数P［’］，即又一（／S结合N．LNemerow 对水质指数的计算方法，采用下列计算公式计算土壤中元素的综合污染指数（转引自刘培桐l”） ：P－JIE7｛7：：：：57I式中：P——土壤元素综合污染指数民、——土壤中各元素污 染指数平均值P。。——土壤中各元素污染指数最大值具体结果见表2所示。表2淮南地区分区的 土壤环境状况（mg什g）1）Hg单位：Pg／kg。根据表2中列出的土壤元素污染指数数据 ，按不同的土壤环境分区作出了十五种元素在不同污染小区中的污染指数图解。由表可见，重污染 区中的蔡家岗和大通一九龙岗小区元素污染指数多在2以上，最高达到6767；而在轻度污染区 ，多数元素污染指数分布在1附近，表明基本上未受污染。2．2重污染区的原因初步探讨蔡家岗 污染小区以蔡家岗城区为中心，控制面积10kin’，Ic个污染监控组合样品采自分布在该区 的钢铁厂、陶瓷厂、蓄电池厂、肥皂厂及洗煤厂所在的绿地中，因而样品基本上代表了该小区土壤 污染物。分析结果表明，形成该区土壤重污染的主要元素为重金属元素（表对，综合污染指数高达 48．25，为全区之最。大通一九龙岗污染小区控制面积大于10km’，8个污染监控组合样 品采自该区主要厂矿所在地的绿地土壤。样品分析结果显示，该区土壤污染的主要元素仍然是重金 属元素，综合污染指数达4．7O，较蔡家岗为低，为全区第二污染小区。中度污染区主要分布在 淮南市政区域，综合污染指数为1．17，由于样品采自基本上无工矿企业所在的第一耕作层之下 的B层土壤，故可认为元素的第一背景值已受到不同程度的破坏，具体污染现状尚需进一步工作， 但可以认为样品反映的情况比实际情况可能要轻。轻污染区主要是郊区农村所在地，综合污染指数 为1．02，可认为该区整体未受什么污染，土壤中大部分元素含量可近似看作是全区的第一环境 背景值。从表2中可以看出重污染小区的主污染元素与中、轻污染小区有异，究其原因之一是地貌 影响，表现在Ph’SF两元素在两个重污染小区相差不大但较其它小区为高。但这一原因并不能 改变这样一个事实，即人为污染的存在。Sn、Zn、HgCu、F在两个重污染小区的相对不一 致性，就是人为污染存在的一个很好的证据。统计数据表明‘’：淮南地区年平均废渣排放量为8 80万立方米；废水排放量为每日60万立方米；废气排放量为每年5亿立方米以上，上述三废处 理量不足或未加处理直接排出是造成淮南地区土壤元素污染的首要原因。如前所述，主要污染元素 是sn、Zn、w、HgCo、Sr、Cu、Mn，F等，这些兀素在土壤中的存在与土壤溶液相 关（主要是溶液的pH值和Eh值），亦和形成土壤的岩石的特性、土壤中有机物的含量、土壤孔 隙度、土壤性质以及生物的影响有关l’1，与地表的动植物尤其是人类的生命活动亦有所联系。 重污染区蔡家岗小区土壤中Sn，Ph，Zn，Hg，Co，FSr等元素的污染与该区的冶金、 陶瓷、化工等生产过程中的排污直接相关。这些工厂自SO年代建成以来，生产规模日益扩大，环 保投入相对减弱，累积排污造成了该区较大范围内的土壤元素污染。2．3污染治理措施以上讨论 可以看出，淮南地区部分小区土壤环境质量面临严峻挑战。如西部工矿业区蔡家岗重污染小区Sn ，Zn两元素的污染指数远远超出了土壤环境容量，东部的老工矿业区大通一九龙岗土壤环境质量 也相当恶化，为此有必要对污染大户实行严格的排污标准，制止污染的进一步蔓延，以使得全区的 土壤环境质量得到全面的改善。淮南市土壤元素背景值与土壤环境质量评估@杨晓勇$中国科学技 术大学地球和空间科学系!合肥，230026,第三世界科学院地球和天文学高级研究中心!合 肥，230026@孙立广$中国科学技术大学地球和空间科学系!合肥，230026,第三世 界科学院地球和天文学高级研究中心!合肥，230026@张兆峰$中国科学技术大学地球和空 间科学系!合肥，230026@谢周清$中国科学技术大学地球和空间科学系!合肥，2300 26@蔡志勇$安徽省地质矿产局313队!六安，237000@李茂章$安徽省地质矿产局313队!六安，237000元素背景值;;土壤环境质量;;污染指数;;污染治理1.杨晓勇、李茂章,1989:安徽淮南1:10万城市地貌及说明书.12-13页,安徽地质矿产局。
2.地质矿产部书刊编辑室,1979:区域地质调查野外工作方法—第5分册.70-79页,地质出版社。北京。
3.中国环境监测总站,1990:中国土壤元素背景值.1-36页,环境科学出版社.北京。
4.孙立广、杨晓勇、黄新明.1996:地球与环境科学寻论.129-133页,中国科学技术大学出版社。合肥。
5.地质矿产部地质词典办公室,1986:地质词典─—矿床地质、应用地质分册.511页,地质出版社.北京.
6.南京大学地球科学系,1987:地球化学.490页,科学出版社.
7.孔德祥,1988:河南土壤中某些微量元素的含量与分布。地理学报,第43卷1期,79-87页。
8.刘培桐等,1985环境科学概论。153页,高等教育出版社。北京.
9. A H CCCP. 55-65中国科学技术大学青年科学基金：淮南地区年平均废渣排放量为880万立方米；废水排 放量为每日60万立方米；废气排放量为每年5亿立方米以上，上述三废处理量不足或未加处理直 接排出是造成淮南地区土壤元素污染的首要原因。如前所述，主要污染元素是sn、Zn、w、H gCo、Sr、Cu、Mn，F等，这些兀素在土壤中的存在与土壤溶液相关（主要是溶液的pH 值和Eh值），亦和形成土壤的岩石的特性、土壤中有机物的含量、土壤孔隙度、土壤性质以及生 物的影响有关l’1，与地表的动植物尤其是人类的生命活动亦有所联系。重污染区蔡家岗小区土 壤中Sn，Ph，Zn，Hg，Co，FSr等元素的污染与该区的冶金、陶瓷、化工等生产过程 中的排污直接相关。这些工厂自SO年代建成以来，生产规模日益扩大，环保投入相对减弱，累积 排污造成了该区较大范围内的土壤元素污染。2．3污染治理措施以上讨论可以看出，淮南地区部 分小区土壤环境质量面临严峻挑战。如西部工矿业区蔡家岗重污染小区Sn，Zn两元素的污染指 数远远超出了土壤环境容量，东部的老工矿业区大通一九龙岗土壤环境质量也相当恶化，为此有必 要对污染大户实行严格的排污标准，制止污染的进一步蔓延，以使得全区的土壤环境质量得到全面 的改善。淮南市土壤元素背景值与土壤环境质量评估@杨晓勇$中国科学技术大学地球和空间科学 系!合肥，230026,第三世界科学院地球和天文学高级研究中心!合肥，230026@孙 立广$中国科学技术大学地球和空间科学系!合肥，230026,第三世界科学院地球和天文学 高级研究中心!合肥，230026@张兆峰$中国科学技术大学地球和空间科学系!合肥，230026@谢周清$中国科学技术大学
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